铜包铝丝或铜包铝镁合金丝的电镀制备方法技术

本发明专利技术的铜包铝或铜包铝镁合金丝的电镀制备方法，利用多个加长的电镀铝镁零件镀槽串联而成的连续走丝镀铜的流水线，在相邻的镀槽中进行不间断的放线并在前槽与后槽之间，增设了过渡水沟，能使线材在换槽时不与空气接触而避免产生氧化膜的问题。采取在需要短时间停机前将主镀电流调低至３００Ａ左右即可解决烧丝问题，同时又采取加厚浸锌层和将浸锌的表面浮锌通过酸洗去除的退锌等工艺，解决了用电镀法生产铜包铝丝或铜包铝镁合金丝的主要难题，与包覆法相比，还具有可使金属间结合力好、铜层与芯线的同心度高、可做高抗拉强度及高拉伸率产品和生产成本低、报废率低、产品比重低等优点，是一种用电镀法生产铜包铝丝或铜包铝镁合金丝的好方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种采用电镀方法制作铜包铝镁合金丝的制备方法，属于电镀 领域。
技术介绍
由于近年来全球经济的高速发展，铜的需求特别是电线电缆市场对铜的需 求日益增长，再加上铜的矿产资源在逐年减少，造成铜价在近年来价格不断上 涨，于是在市场上不断出现铜的替代产品，如铜包钢编识细线的制备方法(见专利申请号200610040893.8)、铜包铝镁合金丝及其制备方法(见专利申请 号200510040343.1)等，用少量的铜和其它金属结合做成产品以替代铜，以 减少铜的消耗来降低成本，同时也为人类节约稀有金属资源作出贡献。其中的 铜包铝镁合金丝使用包覆法的制作方法，需要在专用的包覆焊接机上用铜带包 覆铝或铝镁合金芯并在氩气保护下进行氩弧焊接而形成线坯。然后再拉拔縮径 后制成成品，为了保证最薄弱的地方基本能达到不露铝的使用要求，目前 使用的包覆方法，其含铜量(重量比)约为40%，如再降低含铜量就会产生露 铝以及拉丝更容易断线等无法克服的弊端。如果釆用电镀的方法，可以提高 铜的利用率，金属间的结合牢度增强等优点是包覆法无法达到的，虽然电镀法 的优点很多，但目前只有铝或铝镁合金的零件的电镀工艺，却没有相关的电镀 法制作铜包铝镁合金丝的先例，主要因为铝或铝镁合金极易氧化和需要依次连 续在镀槽中缓慢通过，并且在线材电镀后还要拉丝延伸长度几百至几千倍，这 对金属间的结合牢度是一个史无前例的考验，主要有以下难题1、所有相关电镀资料都显示铝及铝镁合金上电镀比其它金属上电镀要困难得多，电镀铝或铝镁合金零件的工艺中，铝或铝镁合金和氧有很强的亲和 力，表面总有一层自然氧化膜存在，浸泡在氢氧化钠等溶液中去除了表面的氧化膜后只要在空气中停留接触60秒以上，铝或铝镁合金零件的表面会重新和 空气中的氧气迅速反应重新生成氧化膜，电镀后会产生起泡和脱皮现象，该零 件为次品或废品。而在铝或铝镁合金丝线材的电镀中，从去除氧化膜后且要进 行不间断的放线，(而不像零件可以尽快的从这槽放入另一个槽，可尽量縮短 暴露在空气的时间就可保证产品的工艺要求)，不在空气中暴露是不可能的，这是一个难点。2、 在不断的试验过程中，发现铝或铝镁线材在电镀过程中的最后一道硫 酸铜主镀时，生产过程需要或设备突然发生小故障需要短暂停机时，只要停机 60秒以上主镀中的所有丝近1000米线材全部发生烧丝现象，即为废品。在正 常生产过程中短暂停机(5分钟以内)是不可避免的，比如某些原料必须停机 添加、停机换铝或铝镁合金线材、有一点乱丝需要停机理顺一下(不停电镀在 流水线运转的线材约有2000米，24小时运转难免发生乱线现象)、收线换盘 等等，如果这么高的报废率成本是很高的，没有经济价值。这是第二个难点。3、 在试验过程中，第二道浸锌时如果按照铝电镀常规的工艺配方中的 氧化锌(ZnO) 20g/L,氢氧化钠(NaOH) 120g / L，适应温度15—30摄氏 度，停留时间20—40秒，在分别经过大量试验发现如果按以上数据生产出来 的产品表面看没有任何问题，也就是说如果是铝零件龟镀的话是算合格产品， 但电镀后的线材在拉拔縮径后长度延伸至10倍左右时发生脱铜现象，也就是 说明金属间结合牢度不够。4、 在上述第3点的配方调整后，第二道浸锌后锌层加厚应该可以达到要 求了 ，但在拉拔縮径后长度延长至20—30倍时又会发生脱铜现象。
技术实现思路
本专利技术的目的主要是为了克服上述现有的使用包覆法生产铜包铝或铜包 铝镁合金丝的不足之处，克服铝丝或铝镁合金丝镀铜的上述4大电镀难题，利 用多个加长的电镀铝镁零件镀槽串联而成的连续走丝镀铜的流水线，提供一种 金属间结合力好、铜层与铝丝或铝镁合金丝的同心度高、可做高抗拉强度及高 拉伸率产品和生产成本低、报废率低、产品比重低、可节约更多的铜的铜包铝 或铜包铝镁合金丝的电镀制备方法。本专利技术的，其特征在于包括以 下步骤A) 制备<1>2—4mm铝丝或铝镁合金丝，收巻；B) 将收巻的4> 2—4 mm铝丝或铝镁合金丝放在40-50g/L氢氧化钠溶液的 槽内浸泡5-10分钟，溶液温度为2040摄氏度，清洗表面的氧化层后迅速提 起而放入清水槽内进行冲洗，冲洗干净后迅速放入放料水槽中，水面全部淹没 盘材；C) 第一道浸锌；从放料水槽至第一道浸锌水槽之间用水沟连接，水沟两 头用导丝轮将线材从前槽通过水沟在水下将盘绕的铝丝或铝镁合金丝输送到 第一道浸锌的溶液槽中浸锌；D) 第一道退锌；浸锌后的线材经水沟输送到退锌槽将在第一道浸锌时的 表面浮锌去除；E) 第二道浸锌；退锌后的线材经水沟输送到第二道浸锌槽进行第二道浸 锌，保证将铝丝或铝镁合金丝表面100%覆盖锌层；F) 第二道退锌；第二道浸锌后的线材经水沟输送到第二道退锌槽将在第 二道浸锌时的表面浮锌去除；G) 铜预镀；第二道退锌后的线材经水沟输送到预镀槽进行铜预镀，铜预 镀可用氰化钠预镀或镀镍预镀工艺，预镀后的线材经水沟输送到清洗槽清洗干 净；H) 硫酸铜电镀；预镀完成并经过清洗水槽清洗干净后的线材经水沟输送 到主镀槽进行硫酸铜电镀，主镀采用硫酸铜电镀法，在主镀中必须将产品全部 淹没在镀液中，随着绕线盘的转动，被镀线材在镀槽的镀辊之间从进槽到出槽 需30—60分钟(根据上铜量需要)，电流应在3000A—5000A，镀铜的线材出 槽后经水沟输送到清洗槽进行清水清洗，再进入碱性的加热水槽中使之中和且 让线材带上温度，以使表面水份尽快蒸发，再经热风管道进一步干燥而成4)2 一4mm的铜包铝线或铜包铝镁合金线，最后绕盘；I) 中、细伸线机；将绕盘后直径为4)2—4 mm的铜包铝线或铜包铝镁线 穿入17模高速中拉，拉出直径至在4)0.5 —1.2 mm，中拉速度可以达到1000 一1500m/min，拉出后丝的表面光滑，金属之间结合为分子连接，再经下道高 速小拉即可拉至d)O. 018—0. 50 mm的铜包铝丝或铜包铝镁合金丝，小拉速度 可以达到1500—2500 m/min，不易断线；J)退火绕盘；将拉细后的铜包铝丝或铜包铝镁合金丝从管道的高端穿入 经过四段温控，300—360摄氏度的温度，细线至管道的低端出线，至温水槽 中，所有管道的低温端全部淹没在温水中(管道中有水蒸气保护产品，使之不 变色、不氧化)，水中加入抗氧化剂，再经过200摄氏度的烘箱烘干，最后绕 上5吋或者更大的塑料盘。所述各槽之间设置的水沟中保持流动的自来水，水沟用塑料板制成，两头 隔板的走丝处设有凹槽，凹槽口的进丝侧用橡胶和棉布裹在铝丝或铝镁合金丝 上，水沟侧壁设有溢水槽，使所有镀槽间走丝全部淹没在水中，与空气中的氧 气隔绝，使之不被氧化，并且能够起到清洗的作用。所述第一道浸锌槽的溶液含500g/L的氢氧化钠，氧化锌含量为100g/L，其余为自来水，浸锌时的溶液温度为25—35摄氏度，浸锌时间为60—100秒。 所述第二道浸锌槽的溶液含250g/L的氢氧化钠，氧化锌含量为50g/L， 其余为自来水，浸锌时的溶液温度为25-35摄氏度，浸锌时间为60—100秒。 本专利技术利用多个加长的电镀铝镁零件镀槽串联而成的连续走丝镀铜的流 水线，从去除氧化膜开始到电镀结束期间，在多个不同的长镀槽中进行不间断 的放线并在前槽与后槽之间，增设了过渡水沟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜包铝丝或铜包铝镁合金丝的电镀制备方法，其特征在于包括以下步骤：Ａ）制备φ２－４ｍｍ铝丝或铝镁合金丝，收卷；Ｂ）将收卷的φ２－４ｍｍ铝丝或铝镁合金丝放在４０－５０ｇ／Ｌ氢氧化钠溶液的槽内浸泡５－１０分钟，溶液温度为２０－ ４０摄氏度，清洗表面的氧化层后迅速提起而放入清水槽内进行冲洗，冲洗干净后迅速放入放料水槽中，水面全部淹没盘材；Ｃ）第一道浸锌；从放料水槽至第一道浸锌水槽之间用水沟连接，水沟两头用导丝轮将线材从前槽通过水沟在水下将盘绕的铝丝或铝镁合金 丝输送到第一道浸锌的溶液槽中浸锌；Ｄ）第一道退锌；浸锌后的线材经水沟输送到退锌槽将在第一道浸锌时的表面浮锌去除；Ｅ）第二道浸锌；退锌后的线材经水沟输送到第二道浸锌槽进行第二道浸锌，保证将铝丝或铝镁合金丝表面１００％覆盖锌层； Ｆ）第二道退锌；第二道浸锌后的线材经水沟输送到第二道退锌槽将在第二道浸锌时的表面浮锌去除；Ｇ）铜预镀；第二道退锌后的线材经水沟输送到预镀槽进行铜预镀，铜预镀可用氰化钠预镀或镀镍预镀工艺，预镀后的线材经水沟输送到清洗槽清洗干净 ；Ｈ）硫酸铜电镀；预镀完成并经过清洗水槽清洗干净后的线材经水沟输送到主镀槽进行硫酸铜电镀，主镀采用硫酸铜电镀法，在主镀中必须将产品全部淹没在镀液中，随着绕线盘的转动，被镀线材在镀槽的镀辊之间从进槽到出槽需３０－６０分钟（根据上铜量需 要），电流应在３０００Ａ－５０００Ａ，镀铜的线材出槽后经水沟输送到清洗槽进行清水清洗，再进入碱性的加热水槽中使之中和且让线材带上温度，以使表面水份尽快蒸发，再经热风管道进一步干燥而成φ２－４ｍｍ的铜包铝线或铜包铝镁合金线，最后绕盘； Ｉ）中、细伸线机；将绕盘后直径为φ２－４ｍｍ的铜包铝线或铜包铝镁线穿入１７模高速中拉，拉出直径至在φ０．５－１．２ｍｍ，中拉速度可以达到１０００－１５００ｍ／ｍｉｎ，拉出后丝的表面光滑，金属之间结合为分子连接，再经下道高速小拉即可拉至φ０．０１８－０．５０ｍｍ的铜包铝丝或铜包铝镁合金丝，小拉速度可以达到１５００－２５００ｍ／ｍｉｎ，不易断线；Ｊ）退火绕盘；将拉细后的铜包铝丝或铜包铝镁合金丝从管道的高端穿入经过四段温控退火，细线至管道的低端出线，再至温水槽中，管道的低温 端全部淹没在温水中（管道中有水蒸气保护产品，使之不变色、不氧化），水中加入抗氧化剂，再经过烘箱烘干，最后绕上５时或者更大的塑料...

【技术特征摘要】
1、一种铜包铝丝或铜包铝镁合金丝的电镀制备方法，其特征在于包括以下步骤A)制备φ2-4mm铝丝或铝镁合金丝，收卷；B)将收卷的φ2-4mm铝丝或铝镁合金丝放在40-50g/L氢氧化钠溶液的槽内浸泡5-10分钟，溶液温度为20-40摄氏度，清洗表面的氧化层后迅速提起而放入清水槽内进行冲洗，冲洗干净后迅速放入放料水槽中，水面全部淹没盘材；C)第一道浸锌；从放料水槽至第一道浸锌水槽之间用水沟连接，水沟两头用导丝轮将线材从前槽通过水沟在水下将盘绕的铝丝或铝镁合金丝输送到第一道浸锌的溶液槽中浸锌；D)第一道退锌；浸锌后的线材经水沟输送到退锌槽将在第一道浸锌时的表面浮锌去除；E)第二道浸锌；退锌后的线材经水沟输送到第二道浸锌槽进行第二道浸锌，保证将铝丝或铝镁合金丝表面100％覆盖锌层；F)第二道退锌；第二道浸锌后的线材经水沟输送到第二道退锌槽将在第二道浸锌时的表面浮锌去除；G)铜预镀；第二道退锌后的线材经水沟输送到预镀槽进行铜预镀，铜预镀可用氰化钠预镀或镀镍预镀工艺，预镀后的线材经水沟输送到清洗槽清洗干净；H)硫酸铜电镀；预镀完成并经过清洗水槽清洗干净后的线材经水沟输送到主镀槽进行硫酸铜电镀，主镀采用硫酸铜电镀法，在主镀中必须将产品全部淹没在镀液中，随着绕线盘的转动，被镀线材在镀槽的镀辊之间从进槽到出槽需30-60分钟(根据上铜量需要)，电流应在3000A-5000A，镀铜的线材出槽后经水沟输送到清洗槽进行清水清洗，再进入碱性的加热水槽中使之中和且让线材带上温度，以使表面水份尽快蒸发，再经热风管道进一步干燥而成φ2-4mm的铜包铝线或铜包铝镁合金线，最后绕盘；I)中、细伸线机；将绕盘后直径为φ2-4mm的铜包铝线或铜包铝镁线穿入17模高速中拉，拉出直径至在φ0.5-1.2mm，中拉速度可以达到1000-1500m/min，拉出后丝的表面光滑，金属之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：仲庆，
申请(专利权)人：仲庆，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]